(57)【要約】  眼を含む手術野のデジタル画像を取り込むためにライトフィールドカメラが使用される、眼科手術用のシステムおよび方法。デジタル画像を用いて画像情報および方向情報が作成され、それは、その後、運動視差を含む３次元（３Ｄ）画像を形成するために用いられる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼科手術を行うためのシステムであって、
眼科手術を受けている眼から反射される光が通過する拡大レンズと、
前記拡大レンズを通過した光を受け取り、前記光をデジタル情報に変換するライトフィールドカメラと、
前記ライトフィールドカメラから前記デジタル情報を受け取り、前記デジタル情報から画像情報および方向情報を、外挿を用いることなく作成する処理リソースと、
前記画像情報および方向情報を受け取り、それを用いて前記眼の３次元（３Ｄ）画像を表示する３Ｄ視覚ディスプレイと、
を備えるシステム。
【請求項２】
前記拡大レンズが、直接接触レンズまたは間接レンズを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ライトフィールドカメラが、マイクロレンズアレイおよび光センサを備え、前記マイクロレンズアレイおよび前記光センサが、前記マイクロレンズアレイがマイクロ画像を前記光センサに投影するように構成されている、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記光センサがピクセルアレイを備え、前記ピクセルアレイの各ピクセルが１つのマイクロレンズのみから光を受け取る、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記光センサがピクセルアレイを備え、前記ピクセルアレイの少なくとも１つのピクセルが、少なくとも２つのマイクロレンズから光を受け取る、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記マイクロレンズアレイが前記レンズの焦点に位置している、請求項３〜５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記ライトフィールドカメラが主レンズをさらに備え、前記マイクロレンズアレイが、前記主レンズの焦点に位置している、請求項３〜６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記３Ｄ視覚ディスプレイがメガネまたはゴーグルを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記３Ｄ視覚ディスプレイが運動視差対応画面を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記運動視差対応画面がオートステレオスコピックディスプレイを含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記運動視差対応画面が単一画面ディスプレイを含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記運動視差対応画面がマルチビューディスプレイを含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
第２の３Ｄディスプレイをさらに備える、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１４】
眼科手術を受けている眼の３次元（３Ｄ）画像を表示する方法であって、前記３Ｄ画像が運動視差を含む方法であり、
ライトフィールドカメラのマイクロレンズアレイを用いて、眼科手術を受けている前記眼の複数のマイクロ画像を生成するステップと、
これらのマイクロ画像における光を前記ライトフィールドカメラの光検出器を用いてデジタル情報に変換するステップと、
前記デジタル情報から画像情報および方向情報を、外挿を用いることなく作成するステップと、
前記画像情報および方向情報を３Ｄ視覚ディスプレイに送信するステップと、
前記視覚ディスプレイに３Ｄ画像を表示するステップであって、前記視覚ディスプレイにおいて前記３Ｄ画像を見ている使用者が自身の頭部を動かした場合、前記３Ｄ画像が運動視差によって移動するように見える、ステップと、
を含む方法。
【請求項１５】
第２視覚ディスプレイに第２の３Ｄ画像を表示するステップをさらに含み、両３Ｄ画像が基準座標系を有し、前記第１の３Ｄ画像に対する前記基準座標系が、前記眼に対する第１使用者の前記基準座標系に対応し、前記第２の３Ｄ画像が、前記眼に対する第２使用者の前記基準座標系に対応する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第２画像が、前記第２使用者が自身の頭部を動かした場合、運動視差によって移動するように見える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記使用者の頭部の位置を検出するステップと、前記検出された位置に基づいて前記３Ｄ画像を調整するステップとをさらに含む、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
左眼ディスプレイおよび右眼ディスプレイを表示するステップをさらに含む、請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
画面に前記３Ｄ画像を表示するステップをさらに含む、請求項１４〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記デジタル情報から画像情報および方向情報を作成するステップが、処理リソースにおいてアルゴリズムを実行することにより、光の色および強度とともに光のベクトルを求めることを含む、請求項１４〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、眼科手術のためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
眼科手術は、毎年、何万人もの患者の視力を守り、改善する。しかしながら、視力が眼のわずかな変化に対しても敏感であること、および多くの眼の構造の微細かつ繊細な性質を考慮すると、眼科手術は行うことが難しく、軽微なまたはまれな手術ミスであってもそれらを低減させ、または手術技法の精度を適度に改善することにより、手術後の患者の視力を非常に大きく変えることができる。
【０００３】
眼科手術では、小さい眼の構造を見るために、顕微鏡画像が使用される。それらは拡大されるが、ほかの点でこれらの画像が、正常の視力で見ることができるものとどれくらい一致するかは、手術をいかに適切に行うことができるかに影響する。単眼顕微鏡画像は、サイズ、焦点距離、付影および遮蔽を通して、観察されている対象物に関する情報を提供する。昨今、３次元（３Ｄ）ディスプレイは、両眼視差、すなわち、一方の眼によって他方の眼と比較して画像がいかに見えるかの差を、画像に追加し、それにより、画像はより現実的になり、執刀医に対してさらなる視覚情報が提供される。しかしながら、眼科手術で使用される顕微鏡画像に含まれる情報にはまだ改善の余地がある。
【０００４】
本発明は、いくつかの態様では、運動視差を用いて、眼科手術用画像に追加の視覚情報を提供する。通常の人は、運動視差を意識して識別しないが、運動視差は、正常な人の視力において、人が３次元において対象物を正確に誘導しかつ操作するために使用する、重要な位置情報を提供する。
【０００５】
運動視差を理解する１つの容易な方法は、離れた場所にある枝の複数の木の葉を見ることである。いずれの葉および枝がより近いか、ならびにいずれの葉がより遠いかを見分けることは、困難であるかまたは不可能であることが多い。しかしながら、自身の頭部を左右に動かした場合、相対距離を見分けることがはるかに容易になる。この距離を識別する能力は運動視差から生じ、これにより、自身の頭部を動かす際に近い方の葉および枝がより高速に移動するように見える。大部分の人は、運動視差が提供する視覚的な手掛かりを決して意識して認識することなく、意図的にまたは無意図的に自身の頭部を動かすことによって、運動視差を利用する。
【０００６】
上記の例が明らかにするように、運動視差は、離れた場所であっても有用な位置情報を提供するが、図１に示すように、対象物が観察者により近い場合、視覚情報を得るためにさらにより重要な役割を果たす。実際には、眼科手術が行われる個人空間では、運動視差である「運動透視」が、手術器具が眼に関連する場所等、対象物の位置に関する視覚情報を提供するのに、およそ両眼透視と同程度に重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
運動視差によって提供される情報が重要であるにも関わらず、これまで運動視差は、顕微鏡等の眼科手術システムに組み込まれてこなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の開示する実施形態は、眼科手術を行うためのシステムを提供する。システムは、眼科手術を受けている眼から反射される光が通過する拡大レンズと、拡大レンズを通過した光を受け取り、その光をデジタル情報に変換するライトフィールドカメラと、ライトフィールドカメラからデジタル情報を受け取り、そのデジタル情報から画像情報および方向情報を、外挿を用いることなく作成する処理リソースと、画像情報および方向情報を受け取り、それを用いて眼の３次元（３Ｄ）画像を表示する３Ｄ視覚ディスプレイとを含む。
【０００９】
明確に相互に排他的でない限り互いに組み合わせることができるさらなる実施形態では、拡大レンズは、直接接触レンズまたは間接レンズを含むことができ、ライトフィールドカメラは、マイクロレンズアレイおよび光センサを含むことができ、それらは、マイクロレンズアレイがマイクロ画像を光センサに投影するように構成されており、光センサはピクセルアレイを含むことができ、そのピクセルアレイの各ピクセルは１つのマイクロレンズのみから光を受け取ることができ、光センサはピクセルアレイを含むことができ、そのピクセルアレイの少なくとも１つのピクセルは、少なくとも２つのマイクロレンズから光を受け取ることができ、マイクロレンズアレイはレンズの焦点に位置することができ、ライトフィールドカメラは主レンズをさらに含むことができ、マイクロレンズアレイは、その主レンズの焦点に位置することができ、３Ｄ視覚ディスプレイはメガネまたはゴーグルを含むことができ、３Ｄ視覚ディスプレイは運動視差対応画面を含むことができ、運動視差対応画面はオートステレオスコピックディスプレイを含むことができ、運動視差対応画面は単一画面ディスプレイを含むことができ、運動視差対応画面はマルチビューディスプレイを含むことができ、システムは、第２の３Ｄディスプレイを含むことができる。
【００１０】
本開示はまた、眼科手術を受けている眼の３次元（３Ｄ）画像を表示する方法も提供する。３Ｄ画像は運動視差を含む。本方法は、ライトフィールドカメラのマイクロレンズアレイを用いて、眼科手術を受けている眼の複数のマイクロ画像を生成するステップと、これらのマイクロ画像における光をライトフィールドカメラの光検出器を用いてデジタル情報に変換するステップと、デジタル情報から画像情報および方向情報を、外挿を用いることなく作成するステップと、画像情報および方向情報を３Ｄ視覚ディスプレイに送信するステップと、視覚ディスプレイに３Ｄ画像を表示するステップであって、視覚ディスプレイにおいて３Ｄ画像を見ている使用者が自身の頭部を動かした場合、３Ｄ画像が運動視差によって移動するように見える、ステップとを含む。
【００１１】
明確に相互に排他的でない限り互いに組み合わせることができるさらなる実施形態では、本方法はまた、第２視覚ディスプレイに第２の３Ｄ画像を表示するステップを含むことができ、両３Ｄ画像が基準座標系を有し、第１の３Ｄ画像に対する基準座標系は、眼に対する第１使用者の基準座標系に対応し、第２の３Ｄ画像は、眼に対する第２使用者の前記基準座標系に対応し、第２画像は、第２使用者が自身の頭部を動かした場合、運動視差によって移動するように見えることが可能であり、本方法はまた、使用者の頭部の位置を検出するステップと、検出された位置に基づいて３Ｄ画像を調整するステップとを含み、本方法はまた、左眼ディスプレイおよび右眼ディスプレイを表示するステップをさらに含むことができ、本方法はまた、画面に３Ｄ画像を表示するステップをさらに含むことができ、デジタル情報から画像情報および方向情報を作成するステップは、処理リソースにおいてアルゴリズムを実行することにより、光の色および強度とともに光のベクトルを求めることを含むことができる。
【００１２】
本発明ならびにその特徴および利点がより完全に理解されるために、ここで、添付図面とともに以下の説明を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】Ｃｕｔｔｉｎｇ，Ｊ．Ｅ  ＆  Ｖｉｓｈｔｏｎ，Ｐ．Ｍ．，“Ｐｅｒｃｅｉｖｉｎｇ  ｌａｙｏｕｔ  ａｎｄ  ｋｎｏｗｉｎｇ  ｄｉｓｔａｎｃｅｓ：Ｔｈｅ  ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ，ｒｅｌａｔｉｖｅ  ｐｏｔｅｎｃｙ，ａｎｄ  ｃｏｎｔｅｘｔｕａｌ  ｕｓｅ  ｏｆ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ａｂｏｕｔ  ｄｅｐｔｈ，”Ｉｎ  Ｗ．Ｅｐｓｔｅｉｎ  ＆  Ｓ．Ｒｏｇｅｒｓ（Ｅｄｓ．）Ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎ  ｏｆ  ｓｐａｃｅ  ａｎｄ  ｍｏｔｉｏｎ，ｐｐ．６９−１１７，Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ，Ｓａｎ  Ｄｉｅｇｏ，ＣＡ（１９９５）において例示されているような、さまざまな距離における視覚情報の構成要素の重要性の従来技術によるグラフである。
【図２】ライトフィールドカメラを含む眼科手術用顕微鏡システムの概略図である。
【図３】眼科手術を受けている眼の運動視差を含む３次元画像を表示する方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本開示は、眼科手術に関し、より具体的には、眼科手術中にライトフィールドカメラを用いるシステムおよび方法に関する。これらのシステムおよび方法は、運動視差を示す３Ｄ顕微鏡画像を生成することができる。それらはまた、２つ以上の視点に対して正確に向けられた画像を生成するためにも用いることができる。これらのシステムおよび方法は、さらに、画像以外の３Ｄデータを提供するために使用することができる。
【００１５】
図２は、手術器具６を用いて眼４に対して眼科手術を行うための眼科手術用顕微鏡システム２の概略図である。システム２は、少なくとも１つの拡大レンズ８を含み、眼４から反射される光ビーム１０は、ライトフィールドカメラ１２に入る前にその拡大レンズ８を通過する。ライトフィールドカメラ１２は、光ビーム１０を取り込む、マイクロレンズアレイ１４および光センサ１６を含む。ライトフィールドカメラ１２は、取り込まれた光ビーム１０に関するデジタル情報を処理リソース１８に提供し、処理リソース１８は、そのデジタル情報を使用して、視覚ディスプレイ装置、典型的には、３Ｄメガネもしくはゴーグル２０または視差対応画面２２等のマルチビューディスプレイに表示し、または、警報を鳴らす、手術器具６を眼４から離れるように移動させる、もしくは、他の方法で非視覚情報を提供するかもしくは非視覚出力２４を用いて機械的操作を行う。
【００１６】
眼科手術としては、硝子体網膜手術、硝子体、白内障または視力矯正手術等、手術器具が眼の内部に入る他の手術、手術器具が眼の内部に入らない他の手術、または、眼の拡大画像が使用されるかもしくは器具が眼に近接することが検出される他の任意の眼の手術もしくは処置を挙げることができる。
【００１７】
手術器具６は、カニューレ、光源、鉗子およびメスを含むことができる。
【００１８】
拡大レンズ８は、超広角レンズを含む、直接接触レンズおよび間接レンズ等、眼科手術で使用される任意のタイプの拡大レンズを含むことができる。図２には１つのレンズ８を示すが、視覚画像の倍率または他の態様を変更することができるように複数のレンズを用いることができる。いくつかの実施形態では、拡大レンズ８は、ライトフィールドカメラ１２内に存在する場合があり、または、まったく存在しない場合がある。特に、ライトフィールドカメラ１２は、処理リソース１８とともに、マイクロレンズアレイ１４によって取り込まれたデータを用いて任意の視覚画像の焦点距離を変更することができるため、視覚ディスプレイ２０および２２に表示された視覚画像を、拡大レンズ８を用いることなく拡大することが可能であり得る。
【００１９】
光ビーム１０は、眼４もしくは手術器具６、または手術野における別の物体から反射される。光ビーム１０は、可視スペクトル光を含むことができるが、通常の可視スペクトル外の光も含むことができ、それは、可視スペクトル表現にするか、または非視覚情報のために使用することができる。
【００２０】
ライトフィールドカメラ１２は、光ビームが来る方向に関する情報を取り込み、その情報をデジタル化し、それにより、そのデジタル情報を用いて作成されたディスプレイに運動視差を含めることができる、任意のライトフィールドカメラまたは他のデバイスもしくはセンサであり得る。通常、ライトフィールドカメラ１２は、光の色および強度等、画像情報のみではなく、光線のベクトルに関する方向情報もまた取り込む。
【００２１】
ライトフィールドカメラ１２では、光センサ１６は、光をデジタル画像に変換することができる任意の電子デバイスであり得る。たとえば、それは、デジタルカメラ、光−デジタルセンサ、半導体電荷結合素子（ＣＣＤ）、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）デバイス、Ｎ型金属酸化膜半導体（ＮＭＯＳ）デバイス、または１つもしくは複数の集積回路の一部としてフォトダイオードのアレイを含む別の電子デバイスであり得る。
【００２２】
マイクロレンズアレイ１４は、マイクロレンズの任意のアレイを含み、その各々は、そのマイクロレンズに到達する光の別個のマイクロ画像を光センサ１６の上に投影する。したがって、マイクロ画像のアレイにより、別個のマイクロレンズによって生成される各画像は、光センサ１６によってデジタル情報に変換される。光センサ１６は、ピクセルアレイ（図示せず）を含むことができる。ピクセルアレイおよびマイクロレンズアレイ１４は、各ピクセルが１つのマイクロレンズのみから光を受け取るか、または、各ピクセルが２つ以上のマイクロレンズから光を受け取ることができるか、または、いくつかのピクセルは１つのマイクロレンズのみから光を受け取ることができるが、他のピクセルは２つ以上のマイクロレンズから光を受け取るように、配置され得る。マイクロレンズアレイ１４と光センサ１６との間の距離、ならびにそれらの構成の他の態様は、米国特許出願公開第２０１２／０３２７２２２号明細書に記載されているようなものであり得る。典型的には、マイクロレンズアレイは、レンズ８の焦点面、またはライトフィールドカメラ１２の主レンズの焦点面に配置される。
【００２３】
ライトフィールドカメラ１２は、Ｒａｙｔｒｉｘ  Ｇｍｂｈ（独国）製のカメラ、特に、Ｒａｙｔｒｉｘ  Ｒ５、Ｒ１１およびＲ２９カメラであり得る。ライトフィールドカメラ１２はまた、Ｌｙｔｒｏ（米国）製のカメラ、特にＬｙｔｒｏ  ＩＬＬＩＵＭ（登録商標）でもあり得る。
【００２４】
処理リソース１８は、光センサ１６からのこのデジタル情報を用いて、画像情報および方向情報を生成する。この方向情報は、運動視差情報を含む３Ｄ画像を生成するため、または奥行きもしくは移動情報を含む非視覚情報を作成するために、さらに使用され得る。
【００２５】
処理リソース１８は、ライトフィールドカメラ１２から別個であってそれと通信するか、またはライトフィールドカメラ１２の一部であり得る。処理リソース１８は、典型的には、メモリを含むかまたはメモリと通信し、メモリは、光センサ１６からのデジタル情報を処理して、ディスプレイ２０もしくは２２等の視覚ディスプレイに運動視差を含む３Ｄ画像を表示するために使用可能な情報を生成するか、または奥行きもしくは移動情報を含む非視覚情報を作成する、１つまたは複数のアルゴリズムを格納する。こうしたアルゴリズムは、情報を生成する際に、光センサ１６に対するマイクロレンズアレイ１４の配置等のライトフィールドカメラ１２の構成要素の配置、および任意の追加の要素の存在に関する情報を使用することができる。処理リソース１８はまた、視覚ディスプレイに運動視差を含む３Ｄ画像を表示するために使用可能な情報を生成するために好適な眼科手術以外の状況に対して開発された任意のアルゴリズムも使用することができる。さらに、処理リソース１８は、２次元（２Ｄ）視覚ディスプレイ、または運動視差なしの３Ｄ視覚ディスプレイも生成するために好適なアルゴリズムを使用することができる。
【００２６】
ライトフィールドカメラ１２は、絞り、追加のレンズ、または画像取込みを補助する要素をさらに含むことができる。
【００２７】
ライトフィールドカメラ１２は、処理リソース１８に関連して、かつ任意選択的に、１つまたは複数の追加のカメラ、光センサもしくは処理リソースにも関連して、眼科手術に使用されるために十分な解像度で運動視差情報を含む３Ｄ画像を表示するために使用可能な情報を生成することができる。
【００２８】
３Ｄメガネまたはゴーグル２０は、左眼および右眼に異なる画像を投影し、使用者の頭部が動くときに画像の視点を調整することができる、使用者の頭部に装着された任意の装置を含むことができる。しかしながら、ゴーグルが曇るため、少なくとも執刀医は、代わりに、オートステレオスコピックディスプレイ、単一画面ディスプレイまたはマルチビューディスプレイ等、透視画が使用者とともに移動するように３Ｄ画像を表示することができる任意の画面を含むことができる、運動視差対応画面２２を使用することができる。たとえば、それは、左眼および右眼に異なる画像を提供する精密スリットまたはピンホールを有するレンチキュラー像形成カバーもしくはパララックスバリア、または各画像フレームに対して最適化された適応型パララックスバリア、すなわち適応型マスクを備えた、ＬＣＤ画面を含むことができる。運動視差対応画面２２は、Ｒａｙｔｒｉｘオートステレオスコピックディスプレイ等、Ｒａｙｔｒｉｘ製の３Ｄ視覚ディスプレイであり得る。運動視差対応画面２２は、Ｌｙｔｏｎ  ＩＬＬＩＵＭ（登録商標）カメラにおけるディスプレイ等、Ｌｙｔｏｓ製の３Ｄ視覚ディスプレイであり得る。単一ビューステレオスコピックディスプレイが使用される場合、システム２に、使用者の頭部を追跡する追加の構成要素を含めることができ、それにより、動きに基づいてディスプレイを調整することができる。視覚ディスプレイはまた、眼科手術と互換性があるようになるため、ホログラフィックディスプレイまたは他のディスプレイも含むことができる。
【００２９】
図２には、２つの視覚ディスプレイ装置２０および２２ならびに１つの非視覚出力２４が示されているが、システム２は、わずか１つのみの視覚ディスプレイ装置または１つのみの非視覚出力を有することができ、または、任意の数の視覚ディスプレイ装置、任意の数の非視覚出力、またはそれらの任意の組合せを有することができる。視覚ディスプレイ装置２０および２２は、運動視差を含む３Ｄ画像を表示することができる３Ｄ視覚ディスプレイ装置であるが、システム２はまた、運動視差なしの３Ｄ画像を表示することができる１つもしくは複数の視覚ディスプレイ装置、または２Ｄ画像を表示することができる１つもしくは複数のディスプレイ装置も含むことができる。
【００３０】
図３は、眼科手術を受けている眼４等の眼の運動視差を含む３Ｄ画像を表示する方法のフローチャートである。ステップ１０２において、光は、ライトフィールドカメラのマイクロレンズアレイを通過して複数のマイクロ画像を生成する。ステップ１０４において、これらのマイクロ画像における光は、ライトフィールドカメラの光検出器によってデジタル情報に変換される。ステップ１０６において、このデジタル情報を用いて、画像情報および方向情報が作成される。この画像情報および方向情報は、デジタル情報からのいかなる外挿もなしに作成される。多くの状況において外挿は許容可能であり得るが、外科手術では、視覚情報は正確でなければならず、そのため、その外挿は許容可能ではない。ステップ１０８において、この画像情報および方向情報は、３Ｄ視覚ディスプレイに送信される。ステップ１１０において、運動視差を含む３Ｄ画像が表示される。ステップ１１２において、使用者が自身の頭部を動かした場合、ステップ１１４において、画像は、運動視差によって移動するように見える。使用者が自身の頭部を動かしていない場合、ステップ１１６において、画像は移動するように見えない。
【００３１】
ステップ１０２において、マイクレンズアレイを通過する光は、各々が光検出器の別個の部分に達する複数のマイクロ画像を生成することができる。たとえば、光検出器が複数のピクセルを含む場合、各ピクセルは、１つのマイクロレンズのみから光を受け取ることができる。別法として、マイクロ画像は、少なくとも部分的に光検出器の上に重なることができ、それにより、各ピクセルは少なくとも２つのマイクロレンズから光を受け取る。ステップ１０６において、画像情報および方向情報を作成する際に、マイクロレンズと光検出器との間の配置を用いることができる。
【００３２】
ステップ１０６は、他の状況でライトフィールドカメラデータを用いて運動視差を含む３Ｄ画像を生成するために使用可能なアルゴリズムを含むことができる。たとえば、それは、米国特許出願第２０１２／０３２７２２２号明細書に開示されているもの等のアルゴリズムを含むことができる。
【００３３】
ステップ１１２において、使用者が自身の頭部を動かした場合、その後、ステップ１１４において画像が運動視差によって移動するように見えると、これは、使用者に対してさらなる奥行き知覚を提供する。運動視差によるこの移動は、画像に遠近および遮蔽パターンの変化を含む場合がある。さらなる奥行き知覚は、眼科手術中のより正確な移動およびより優れた手術器具制御を可能にすることができる。
【００３４】
マルチビューディスプレイが使用される場合、別個の左眼ディスプレイおよび右眼ディスプレイが、ステップ１１０において表示される３Ｄ画像を形成することができる。
【００３５】
３Ｄ画像を表示するために単一ビューステレオスコピックディスプレイが使用される場合、ステップ１１４は、使用者の頭部の位置を追跡することと、使用者の頭部の動きに基づいて画像を調整することとをさらに含むことができる。
【００３６】
さらに、本方法はまた、基準座標系が第１使用者とは異なるさらなる使用者に対して、運動視差を含むさらなる３Ｄ画像を表示することも含むことができる。たとえば、第１使用者は執刀医である場合があり、さらなる使用者は顕微鏡技師である場合がある。第２の３Ｄ画像は、すべての使用者に対する正確な基準座標系から表示することができる。従来の３Ｄ画像システムは、１人の使用者に対する正確な基準座標系からの画像しか表示することができない。さらに、１人の使用者が自身の頭部を動かす場合があるが、他の使用者は動かさず、または、複数の使用者が自身の頭部を異なる方法で動かす場合があり、３Ｄ画像は、各使用者に対して正確に運動視差を表示する。
【００３７】
本方法は、運動視差によって提供される奥行き情報を必要としない技師等、さらなる使用者に対して２Ｄ画像または運動視差を含まない３Ｄ画像を表示することをさらに含むことができる。
【００３８】
さらに、本方法は、ライトフィールドカメラの他の機能を用いて画像を表示することを含むことができる。たとえば、本方法は、使用者が対象画像に対してどこにいるかに関わらず、焦点が合っている画像を表示することを含むことができる。たとえば、画像は、使用者が眼科手術を受けている眼にどれくらい近いかに関わらず、焦点が合うことが可能である。画像はまた、画像を獲得するために拡大レンズが使用されない場合であっても、さまざまな倍率で焦点が合うことが可能である。
【００３９】
本方法は、方向情報を用いて非視覚出力の変化をもたらすこと等、追加のステップをさらに含むことができる。たとえば、方向情報が、手術器具が不適切な位置にあるかまたは眼の近くにあることを示す場合、非視覚出力は、警報を鳴らすか、またはさらには、手術器具のさらなる動きを制限することができる。これらの機能を提供するために、処理リソースにより、方向情報および画像情報に対して物体検出アルゴリズム等のさらなるアルゴリズムを施すことができる。
【００４０】
本方法は、眼科手術の記録を作成することができるように、メモリを含む非視覚出力に、方向情報および画像情報またはさらには未処理デジタル情報を送信することをさらに含むことができる。
【００４１】
本方法のこれらの態様および他の態様は、ライトフィールドカメラを用いて手術野の３Ｄマップを作成することによって可能にすることができる。
【００４２】
上に開示した主題は、限定的ではなく例示的であるとみなされるべきであり、添付の特許請求の範囲は、本開示の真の趣旨および範囲内にある、こうした変更形態、拡張形態および他の実施形態のすべてを包含するように意図されている。たとえば、本明細書では眼科手術用顕微鏡が開示されているが、他の眼科手術用視覚装置もまた、本教示を組み込むことができる。したがって、法律によって許容される最大の範囲まで、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲およびそれらの均等物の許容される最も広い解釈によって判断されるべきであり、上述した詳細な説明によって制限または限定されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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